一種新型實驗室燃煤飛灰采樣方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煤粉燃燒飛灰樣品采集方法及裝置。具體地說是一種應用于實驗室內(nèi)部相關實驗裝置燃燒飛灰樣品的采集方法和裝置，屬于一種燃燒系統(tǒng)及飛灰收集方法。
【背景技術】
[0002]長期以來，燃煤火電廠飛灰的捕集一直是困擾火電行業(yè)的一大難題。燃煤所產(chǎn)生飛灰中的可吸入顆粒物是大氣污染中的主要污染物，對大氣能見度、空氣質(zhì)量、人體健康有很大的影響。雖然現(xiàn)行規(guī)定和技術已經(jīng)對燃煤電廠飛灰捕集率已經(jīng)很高，可是對于細微顆粒物的捕集率還是比較低下，尤其飛灰中PM2.5的排放，其對人體健康有很大的影響，PM2.5的排放越來越受到國家和人民大眾的重視。飛灰中的PM2.5在空氣中懸浮時間長、傳播距離廣，攜帶大量有毒、有害物質(zhì)，甚至含有大量重金屬元素和放射性元素。所以，對燃煤產(chǎn)生的飛灰進行研宄，以減少可吸入顆粒物排放量，降低其攜帶有毒有害物質(zhì)含量是一個迫不及待地研宄課題。
[0003]現(xiàn)在大都是在實驗室內(nèi)模擬電廠鍋爐爐膛的燃燒狀況，實驗室對燃煤煙氣中的飛灰取樣一直比較繁瑣，取樣時所動用設備較多，比如捕集器、取樣槍、ELPI等，大量設備的使用還會改變實際燃燒條件?，F(xiàn)場對飛灰的采集，也要動用捕集器、取樣槍等很多設備，還會有一些安全危險伴隨取樣過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種新型實驗室管式爐內(nèi)燃煤飛灰采樣方法和裝置，該方法是模擬煤粉在爐膛內(nèi)的靜態(tài)燃燒流場條件，溫度條件，并對燃燒后所產(chǎn)生的飛灰進行吸附式捕集采樣，并可以簡便拆卸和組裝設備，不對樣品產(chǎn)生破壞，保證樣品的代表性和反應飛灰真實的形成過程。
[0005]為實現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術方案是這樣的，一種新型實驗室管式爐內(nèi)燃煤飛灰采樣裝置，其特征在于:氮氣瓶，氧氣瓶，三通，管式爐，以及其他配件。
[0006]所述三通包括第一進氣口、第二進氣口和出氣口。
[0007]所述氮氣瓶的出氣口通過管道連接三通的第一進氣口。所述氧氣瓶的出氣口通過管道連接三通的第二進氣口。
[0008]所述管式爐包括爐體和剛玉管。所述剛玉管的兩端露在爐體之外。所述爐體的爐膛中安裝有電熱裝置。所述剛玉管外壁的溫度通過爐體測量。
[0009]所述剛玉管的兩端分別為進氣端和出氣端，這兩端各用一個密封端蓋密封。所述密封端蓋上具有供管道穿過的通孔。
[0010]進一步，連接所述氮氣瓶的出氣口與三通的管道上依次串聯(lián)氮氣減壓閥和氣體浮子流量計I。
[0011]進一步，連接所述氧氣瓶的出氣口與三通的管道上依次串聯(lián)氧氣減壓閥、氣體浮子流量計II。
[0012]進一步，所述密封端蓋內(nèi)具有供循環(huán)水流動的冷卻管道。
[0013]本發(fā)明要求保護一種使用了上述裝置的新型實驗室管式爐內(nèi)燃煤飛灰采樣方法，包括以下步驟:
[0014]I)連接好實驗裝置，檢查裝置各部分連接處氣密性；
[0015]2)將管式爐進行升溫，根據(jù)以下公式?jīng)Q定氮氣和氧氣通入速率:
[0016]空氣通入量計算如下:
[0017]V0= 0.0889 (C ar+0.375Sar) +0.265Har-0.03330ar
[0018]V = a" fV°
[0019]Car、Sar、Har、Oar分別是指煤粉中各元素空干基含量；
[0020]VO指干燥空氣通入量，單位m3/Kg ；
[0021]V指空氣通入量，單位m3/Kg ；
[0022]a" {是過量空氣系數(shù)，取L 15?L 20。
[0023]3)當溫度達到預設值并且穩(wěn)定后，打開氧氣瓶(1)、氮氣瓶(2)、以及相應的減壓閥⑶、⑷和浮子流量計(5)、(6);
[0024]4)通過器皿，迅速將煤粉放入管式爐(9)的剛玉管中，并且關閉密封端蓋(11);
[0025]5)完成實驗后，停止加熱，繼續(xù)通入氣體；
[0026]6)打開排氣端密封端蓋(11)，取下端蓋上附著的實驗樣品；
[0027]7)根據(jù)實驗需求，如果需要連續(xù)實驗，可以更換實驗樣品繼續(xù)實驗。如果不需要繼續(xù)實驗，可以停止供入氣體，拆除裝置，打掃規(guī)整實驗場所。
【附圖說明】
[0028]圖1為發(fā)明結構示意圖；
[0029]圖2為圖1中的圖例；
[0030]圖3為管式爐的剖面圖；
[0031]圖4?6為實施例3的試驗結果(飛灰進行物相分析和形貌特征分析)。
[0032]圖中:1_氧氣瓶、2-氮氣瓶、3-氧氣減壓閥、4-氮氣減壓閥、5、6氣體浮子流量計、7-三通、8-爐體、9-管式爐、10-電氣控制柜、11-密封端蓋、12-內(nèi)外冷卻水管。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不應該理解為本發(fā)明上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本發(fā)明上述技術思想的情況下，根據(jù)本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0034]實施例1:
[0035]一種新型實驗室燃煤飛灰采樣方法及裝置，其特征在于:主要包括包括氧氣瓶1、氮氣瓶2、三通7和管式爐9。
[0036]所述三通7包括第一進氣口、第二進氣口和出氣口 ；
[0037]所述氧氣瓶I的出氣口通過管道連接三通7的第一進氣口 ；
[0038]所述氮氣瓶2的出氣口通過管道連接三通7的第二進氣口 ；
[0039]連接氧氣瓶I的出氣口與三通7的官道上一次串聯(lián)氧氣減壓閥3和氣體浮子流量計15。所述氮氣瓶2的出氣口通過管道連接三通7第二進氣口，并且之間依次串聯(lián)但其減壓閥4和氣體浮子流量計116。
[0040]所述管式爐(9)包括爐體和剛玉管；所述剛玉管的兩端露在爐體之外；所述管式爐的爐膛中安裝有電熱裝置；所述剛玉管外壁的溫度通過爐體(8)測量；
[0041]所述剛玉管的兩端分別為進氣端和出氣端，這兩端各用一個密封端蓋(11)密封；所述密封端蓋(11)上具有供管道穿過的通孔，并且每個端蓋內(nèi)部均有冷卻循環(huán)水的流動；將三通出氣口和密封端蓋通過乳膠管進行連接，檢查本裝置送氣端裝置氣密性。
[0042]實施例2
[0043]本實施例是將實施例1的各個零部件進行組裝和使用過程。
[0044]根據(jù)以下公式?jīng)Q定氮氣和氧氣通入量，再根據(jù)實驗要求選用不同種類、量程和精度流量計。
[0045]空氣通入量計算如下:
[0046]V0= 0.0889 (C ar+0.375Sar) +0.265Har-0.03330ar
[0047]V = a" fV°
[0048]Car、Sar、Har、Oar分別是指煤粉中各元素空干基含量；
[0049]V°指干燥空氣通入量，單位m 3/Kg ；
[0050]V指空氣通入量，單位m3/Kg ；
[0051]a" f是過量空氣系數(shù)，取1.15-1.20。
[0052]取少量重慶煤和新疆煤，分別加入研磨機器中，進行破碎磨粉。通過分樣篩對煤粉進行粒度分級60-120目、120-170目、>170目。